Как вообще работают эти ваши компьютеры, роботы для торговли и нейросети?

У нас тут выросло целое поколение водителей, которые ничего не знают об устройстве автомобиля… целое поколение диетологов, врачей и прочих, которые ничего не знают по анатомии.
Теперь выросло целое поколение программистов, которые ничего не знают про работу компьютера.

Даже выросло целое поколение солнечных людей, которые думают, что компьютер работает также как и мозг человека. Отсюда же всякие вживление чипов, нейросети и т.д.

Я вас разочарую! Компьютер — он работает как калькулятор. Он просто считает! Английское слово computer — вычислитель.

Начнем с истории ЭВМ!
Первый компьютер был механическим.
В 1623 году Блез Паскаль (Французский религиозный философ, писатель, математик и физик Блез Паскаль родился в Клермон-Ферране в семье высокообразованного юриста) создает действующую машину «Паскалину»

Она считает механически при помощи колесиков


Потом Гофрид Лейбниц (Лейбниц от Лейба - это расширенная форма (обычно в разговорной речи) имени «Лейб») создает арифметический прибор:


Таки деньги надо считать!

После Жозеф Мари Жакард изобрел ткацкий станок… который делал перфокарты!

Перфокарта набрана двоичным кодом:
— есть отверстие — да — 1
— есть отверстие — нет — 0

В 1836 году Чарльз Беббидж создает прототип аналитической машины:
 
Она была полностью механической и состояла из 5 устройств — арифметический модуль, память, устройство управления, устройство ввода и вывода информации.
Работала на перфокартах.

В 1936 году немецкий студент Конрад Цузе создал у себя уже электронное устройство Зед-1

Это была механическая вычислительная машина, но уже с электрическим приводом и с ограниченной возможностью программирования.
Ввод информации — при помощи пишущей машинки.
Вывод — при помощи панели на лампочках.

В 1944 году Говард Айкен создает ЭВМ Марк-1 — первый реально работающий компьютер (но на реле, а не на лампах)


Разработку заказал ВМФ США. Построил её IBM (ну и где сейчас IBM?)
У этой машины длинна проводов составляла 800 км))
Машина выполняла 3 операции сложения и вычитания в секунду.
 
В начале 1946 года Джон Мочли создает ламповую ENIAC — 26 метров в длину и 6 в ширину. Вес 35 тонн.
Производительность в 1000 раз превышала Mark-1

Потом математик Джон Фон Нейман предложил 2-ичную систему счисления и создал современную архитектуру ЭВМ.

В 1952 году появился IBM 701


В 60-х на смену лампы (которые перегорали) пришел транзистор!
Впервые изготовленные схемы в 60-х годах американцем Робертом Нойсом 


позволили повысить производительность компьютеров и их удешевить.
Развитие электроники позволило создать чипы с особо плотной схемой компоновки:




Так появились десятки тысяч транзисторов на 1 мм

Производительность вычислений выросло до сотен миллионов операций в секунду.
Да-да!
Ваш компьютер просто считает))

В 70-х появились первые микропроцессоры и микроэвм


На фото Интел 4004!

Спустя 10 лет IBM выпустила 1 персональный компьютер — IBM PC (персональный компьютер)


Так как работают современные компьютеры?!?

Для этого рассмотрим как устроен современный процессор:


Ой как круто! А как это работает?

Для этого установим процессор на плату:

Это плата называется материнской и позволяет всем устройствам обмениваться данными друг с другом

Справа вы видите слот памяти RAM (Random access memory)
Она содержит информацию, поступившую на обработку процессора.



Оперативная память содержит список запросов и часть информации



Процессор запрашивает и обрабатывает данные из памяти в строгом порядке друг за другом.
Но информация может обрабатываться и в случайном порядке.
Когда процессор выполняет программу, то отправляет запрос в оперативную память:

Чтобы получить команду на извлечение программы

Запрос состоит из 1 и 0
Память ничего не будет делать, пока не придёт команда по особому каналу:



Если это происходит, то память отправляет данные в порядке очереди в центральный процессор:

После этого информация обрабатывается центральным процессором (или видеокартой для биткоина)

После обработки процессор использует канал связи и снова запрашивает информацию:

И так непрерывно и по очереди считывает всю память.
Потом процессор перезаписывает данные в памяти по сигналу установки:


Но что это за данные?
Это 2-иный код!
Это информация, которые закодировали в цифровой код 1 и 0.
Это так называемая цифровизация!!!

Но кроме данных есть еще такое понятие как инструкции))

Благодаря инструкциям процессор знает какую команду выполнять.
Что это за директивы, установки?
Это числа:




Вся информация также хранится в памяти в виде адресов:

Эти адреса могут использоваться для самых разных вещей, например для передачи информации внешнему устройству (монитору)
В памяти также содержаться буквы. Если вы захотите отобразить какой-либо текст на экране, то он будет у вас хранится в виде 0 и 1. Каждая буква соответствует определенному числу 0 и 1.


Такая информация хранится в памяти.

Теперь переходим к тому, а что процессор делает? Он выполняет инструкции. Именно их и пишет программист!


Внимательно прочитайте набор инструкция, а затем прочитайте какую-нибудь прогу:


Мы видим, что в программе написаны инструкции для процессора.

А как процессор обрабатывает инструкции?
У процессора есть устройство управления:

Оно позволяет обрабатывать числа согласно инструкции:

Выполняем инструкцию. Сравнить, сложить и т.д.:


Результаты грузятся в память и сохраняются на жесткий диск.

Какой вывод мы можем сделать?
Компьютеры — это примитивные калькуляторы, которые работают по инструкциям программы.
Все данные кодируются в 0 и 1.
Т.е. машинное обучение — это дать компьютеру 100% вариантов ответов на все вопросы. Если мы что-то забыли — он не справится с задачей.
Это легко компьютер обучить шахматам.
Но стоит нам выйти за пределы шахматной доски и нас искусственный интеллект станет поражать своей тупостью. ИИ в играх — это притча во языцех))


Всё это надежно, но слишком неповоротливо.
С другой стороны, изучив матчасть, у нас появляется понимание, что, например, все эти биткоины — это пустышка, которые стоят только затраченной на их расчет электроэнергии

Для любителей видео: